O uso da biomassa para energia
Javier Farago Escobar PhD. Pesquisador do GBio/IEE/USP
Doutor em Energia [email protected]
Coordination: Prof. Dr. Suani T. Coelho
Special Contribution: Prof. Dr. José Goldemberg
Research team:
• 4 Postdoc fellows: Alessandro Sanches Pereira Fábio R. Soares Marilin Mariano dos Santos Vanessa Pecora Garcilasso • 7 PhD candidates: Adriano Violante Fernando Oliveira Javier Farago Escobar Luís Gustavo Tudeschini Manuel Moreno Ruiz Poveda Roberto Sartori Claudia Treumann Naraisa Coluna • 2 MSc students: Danilo Perecin Luiz Fassi
SINCE 1996 www.iee.usp.br/gbio
O que é Biomassa?
• Toda a matéria de origem vegetal, existente na natureza ou gerada pelo homem e/ou animais: resíduos urbanos, rurais (agrícolas e de pecuária), agro-industriais, óleos vegetais, combustíveis produzidos a partir de produtos agrícolas, são vários exemplos de biomassa.
• Inclui: o álcool combustível, produzido a partir de cana de açúcar, e usado como combustível nos automóveis; os resíduos do processamento da cana e de outros produtos agrícolas que são usados para geração de energia nas indústrias, o carvão vegetal produzido a partir de madeira de reflorestamento que é usado como matéria prima na indústria siderúrgica brasileira, entre outros.
[Biocombustíveis de madeira] Dendroenergía
Diretos
Indiretos
Recuperados
Fonte: FAO | ano base 2003
[Agrocombustíveis] Biomassa, sub-produtos
Espécies - Açúcares ou amidos
Espécies – Oleaginosas
Subproduto agroindustrial
Subproduto animal
Biogás
[Biomassa de Origem Urbano]
Bicombustíveis de origem municipal solido ou liquido
Biomassa Moderna vs Biomassa Tradicional
• Tecnologias tradicionais de uso da biomassa (“biomassa tradicional”):
– Combustão direta (ineficiente) de madeira, lenha,
carvão vegetal, resíduos agrícolas, resíduos de animais e urbanos.
– Usos: cocção, aquecimento, secagem e produção de carvão.
– Principalmente Africa, Asia, AL/C – 65 milhões de pessoas utilizam lenha para cocção
• Tecnologias “aperfeiçoadas” de uso da biomassa (“biomassa aperfeiçoada”): – Tecnologias mais eficientes de combustão direta
de biomassa engenheirada, biocombustíveis líquidos, gasosos ou sólidos - (fogões e fornos), motores, turbinas, gaseificação entre outros.
RCGI RESEARCH CENTRE FOR
GAS INNOVATION
CLEANER ENERGY FOR A SUSTAINABLE FUTURE
www.rcgi.poli.usp.br
Consumo Energético Global [Fração de Energia Renovável no Consumo Final de Energia Global]
RENEWABLES 21
-A biomassa hoje representa 26,4% da oferta interna de energia primaria utilizada no país, a cana de açúcar com o etanol e o bagaço de cana representa 15,7%, a madeira e seus derivados (carvão vegetal e lixívia) 9,9% e, as demais biomassas, 0,8%.
fonte: Adaptado de BEN (2012)
Matriz energética nacional
MtepFonte 2015RENOVÁVEIS 120.489Energia hidráulica 35.019Biomassa de cana 48.128Lenha, Carvão Vegetal e Lixívia 30.160Outras renováveis 7.182NÃO RENOVÁVEIS 185.100Petróleo 120.327Gás natural 41.372Carvao mineral e coque 17.551Urânio (U3O8) 4.036Outras não renováveis 1.814
Oferta interna de energia primária – Brasil
fonte: Adaptado de BEN (2015)
- Lenha setor industrial de alimentos, cerâmica vermelha e gesseira, residencial e rural.
- Carvão vegetal indústria siderúrgica. - Lixívia papel e celulose
-Cana bagaço e etanol
-Outras renovaveis capim elefante, casca de arroz, biodisel, biogas.
Potência Instalada no Brasil a partir de Biomassa- 2014
Biomassa - 7% da eletricidade gerada por usinas termelétricas (registro de 217 termelétricas a biomassa) O bagaço de cana - 80% do total. Biomassa florestal - 16% Outros tipos - 4%.
Estima-se que a maior parte da demanda de biomassa na União Europeia até 2050 seja abastecida por biomassa sólida, com 4.996 PJ, seguido de biocombustíveis com 1.216 PJ, o biogás com 887 PJ e bio-líquidos com 338 PJ.
COP21 Os impactos das mudanças climáticas causadas pela ação humana, especialmente devido o
consumo de combustíveis fósseis e o descomicionamento das usinas nucleares, tem incentivado esforços ambiciosos especialmente da União Europeia e diversos países do mundo, para reduzir as emissões de gases de efeito estufa até 2030, através da substituição gradativa de combustíveis fósseis por fontes renováveis de energia.
Acordo de Paris - INDC brasileiro - Política Climática de São Paulo
NDC- Brazil (Nationally Determined Contribution) • Ratificado em 12 de setembro de 2016 (Governo Federal) • Objetivos a serem alcançados pelo Brasil em relação às emissões de C: - Em 2025: redução de 37% em relação a 2005. - Até 2030: redução de 43% em relação a 2005. • Incrementar 18% dos biocombustíveis na matriz energética, restaurar e reflorestar
12 milhões de hectares de florestas; atingir 45% renováveis até 2030 Política Estadual de São Paulo
• 9 Nov 2009 - Redução de 20% das emissões de GEE até 2020 em relação a 2005 • 2005 - Emissões de carbono em SP - 88,8 MM (métricas) de CO2 • 20% de redução em 2020 = 17,7 milhões de toneladas de CO2 • 2014 - 84 milhões toneladas de CO2; 32,70 MM tCO2 a partir de diesel; 9 MM
tCO2 de NG (BEESP, 2015) • Biometano da vinhaça: redução de 59,7% do diesel no SP Estado (Datagro) = • 16 MM t CO2 Contribuição para a redução de emissões no Brasil e para atingir os
objetivos do Acordo de Paris
BIOGAS POTENTIAL TO SUBSTITUTE DIESEL
Project 27 University of São Paulo, Brazil
Project 27 - Description
Descrição do projeto:
- Análise das perspectivas do biogás e do biometano (de origem urbana e rural) no Estado de São Paulo; Mapeamento geo-referenciado - Análise dos benefícios ambientais do aumento da participação do biogás / biometano na matriz energética do Estado de São Paulo - Análise de padrões para a injeção de biometano na rede de GN, bem como as demais utilizações finais do biometano, como veículos automotivos e biogás para geração descentralizada de eletricidade.
Projeto Mecanismo de Desenvolvimento Limpo
- Desenvolvimento de um projeto de MDL baseado na injeção de biometano na rede de GN - O projeto de MDL será baseado na simulação das reduções de emissões de GEE potenciais devido à substituição de GN pelo biometano. - Projeto de MDL a ser apresentado à UNFCCC como um projeto
BIOGAS
Rural residues Animal residues
Agro-industries
Sewage stations
Landfills
Sugarcane vinasse
Energy conversion from biogas Biogas production
Flare
Biogas Capture
Electricity
Otto engines
Microturbina
Thermal energy
Steam cycle Other thermal
uses
Vehicles
Natural gas grid
injection
Biogas cleaning (CO2) = Biomethane
Trends for biogas/biomethane use in Europe
• Imports reduction;
• Increase of biogas production in Europe;
• Incentives for biomethane use as vehicle fuel;
• Incentives for cross-borders markets for biomethane.
25
WHY NOT SAO PAULO …
Theoretical potential for biogas and biomethane production in Sao Paulo State (preliminary)
Biogas producer Biogas produced (m3/h) –São Paulo Biomethane produced (m3/h) – São Paulo
Landfill 276,191 138,096
Sewage treatment 49,200 24,600
Vinasse 302,848 151,424
Rural residues (animal) 15,155 7,580
TOTAL - SÃO PAULO 643,394 321,700
46% of NG consumption in São Paulo State
NG consumption in São Paulo State (2014): 6,181,819,805 m3 /yr Source: Secretaria de Energia do Estado de São Paulo. Anuário Estatístico de Energéticos por município. 2014
Theoretical potential for power production from biogas in Sao Paulo
State (preliminary)
Electricity consumption in São Paulo State (2014): 150,723 GWh/year Source: São Paulo State Energy Balance, 2015
Biogas source
Biogas Production (m3/h)
Potential power (MW)
Electric energy
(GWh/yr)
Landfill 276,191 495 3,769
Sewage 49,200 88 671
Vinasse 302,848 542 (Harvesting season) 4,133
Rural residues 15,155 26 208
TOTAL - SÃO PAULO 643,394 1,151 8,781
5.8% of electricity consumption in SP State
Projeto 27 – Preliminary Potential Results for São Paulo State
Vinasse * Crop 2015/2016
State Alcohol
Production* (I)
Vinasse production
(l)
Biogas Production
(Nm3)
Biomethane Production
(Nm3)
Potential available per
crop (MW el)
São Paulo 14.576.624 189.496.112 2.652.945.568 1.326.472.784 542
Source: Nastari, P. (2016). Workshop on Perspectives of the biomethane contribution to increase NG offer. September 14, 2016. GBIO/RCGI/USP
Biomethane & Independence on diesel imports Vinasse from biomethane – possible replacement of 59.7% of
diesel consumption in SP
70%
20%
10% Plantas de Geração de Biogas
Aterros Sanitários
Estações de Tratamento de Esgoto
There are 17.240 biogas producers in the EU. About 63% of them are located in Germany. In 2015, the EU produced 14 Mtoe of biogas, from which 70% were supplied by biogas plants.
European biogas production
Obs: The 14Mtep of biogas corresponds to about 4% of the European demand of natural gas.
Biogas plants
Landfills
Sewage treatment plants
European example of diesel replacement by biogas
Sweden is a world leader in upgrading and use of biomethane for transport, and has the largest European gas vehicles fleet (i.e. 50 000 vehicles). Currently, the municipality of Linköping annually replaces 5.5 million liters of petrol and diesel using biogas locally produced (i.e. 5 million Nm3/year) its vehicle fleet, including private cars, buses, and even a biogas train (e.g. first in the world) and a biogas powered touring car team.
Existing legislation for biomethane injection into NG grid
• Não é permitida a injeção de biometano de aterros e estações de esgotos • Falta de informação sobre o processo de limpeza do siloxano (siloxano = produzido a
partir de creme de barbear, pasta de dente, ...) • Necessidade de novos estudos (contribuição do Projeto 27)
Project 27 – Deliverables 2016-2017 Deliverable
No.
1Methodology for mapping biogas potencialproduction in São Paulo State and natural gasinfrastructure in São Paulo State
Delivered June 2016
2 Methodology to estimate potentialbiogas/biomethane production in São Paulo State
Delivered June 2016
3Definition of potential production of biogas / biomethane in São Paulo State
To be delivered on Dec 2016
4Geo-referenced mapping with the potencial production of biogas/biomethane and natural gas infrastructure in São Paulo State
To be delivered on Dec 2016
5Roadmap : Technologies available to be used for biogas and biomethane production
To be delivered on June 2017
6 Roadmap : End Uses For Biogas and Biomethane Production
To be delivered on June 2017
7Roadmap : internacional and national regulatory aspects related to production and uses of biogas/biomethane
To be delivered on Dec 2017
Quick Wins Status
Matéria-prima lignocelulósica • Culturas energéticas tipos: (1) florestas plantadas, especialmente composta por espécies de rápido crescimento como o eucalipto e (2) gramíneas semi-perenes, como a cana-de-açúcar (bagaço) e o capim-elefante.
• Resíduos
Origem Primária
Termo - processada Proc. mecânico
Biomassa
Vapor d`agua
CO CH4 H-carboneto Biodiesel
[Biocombustíveis de madeira] biomassa sólida vegetal
(103 ton.) % (103 ton.) %Produção de carvão vegetal 14.765 60 10.008 40IndustrialResidencialRuralElétricoTotal 47.168 59 32.600 41
4119.7058.650
Lenha para EnergiaFloresta Nativa Floresta Plantada
(103 ton.)
1.21579.768
24.77325.425
32.403 59 22.592
Consumo de madeira para energia por setor e por fonte
• A maior demanda de madeira hoje no Brasil é do setor industrial que depende da mesma para atender a demanda de energia térmica no processo.
Fonte: Elaboração própria com base em (BEN, 2016); (IBÁ, 2015).
Setor IndustrialcerâmicaBebida e alimentosCeluloseOutrosTotal
7.2585.525
Lenha para Energia
(103 ton.)
25.4254.071
8.571
Floresta plantada
2011 2012 %Eucalyptus 4.873.952 5.102.030 70,8
Pinus 1.641.892 1.562.782 22,0Outros 489.281 521.131 7,2Total 7.005.125 7.185.943 100
Espécie Área de Plantios Florestais (ha)
Biomassa florestal no Brasil
• O Brasil é o maior produtor de madeira proveniente de florestas plantadas de eucalipto, atualmente, o reflorestamento tem-se tornado uma alternativa viável, com as florestas plantadas cuja finalidade é a produção da matéria prima para diversos setores.
- Florestas plantadas com eucaliptos : 1,23% do total das áreas agricultaveis
• O eucalipto esta sendo estudado no Brasil desde a década de 50 com incentivos fiscais visando suprir as necessidades de lenha, postes e dormentes das estradas de ferro, na região Sudeste, que ao longo do tempo passou a ser usado como matéria prima no abastecimento das fábricas de papel e celulose.
Fonte: Elaboração própria com base em (ABRAF, 2013).
Oferta de madeira em tora de reflorestamento
• As condições edafoclimáticas e de sitio, aliadas a investimento em pesquisa e desenvolvimento do setor privado, proporcionou maior produtividade por hectare e, consequentemente, menor ciclo de colheita para os plantios florestais estabelecidos no Brasil, que possuem IMAs entre 30 % e 50% superiores comparados ao resto do mundo (ABRAF, 2013; IBÁ, 2015).
Eucalyptus Pinus Outros Total1. Celulose e Papel 27.819 3.878 6 31.7032. Lenha 19.220 878 2.494 22.5923. Industria Madeireira 3.164 11.722 203 15.0884. Carvão 10.008 10.0085. Painéis de Madeira Industrial 2.921 3.518 232 6.6716. Madeira Tratada 819 8197. Outros 495 48 543
Total 64.445 20.045 2.935 87.424
SegmentoConsumo de Madeira (ton)*
Consumo de madeira em tora de reflorestamento
• Celulose (37%) • Lenha (26%) • Ind. Mad. (17%) • Carvão (12%) • Painéis Ind. (7%) • Mad. Tratada (1%) • Outros (1%)
Fonte: Elaboração própria com base em ABIPA (2011), AMS (2011), BRACELPA (2011)
• lenha/carvão vegetal (consome 38% do total produzido) totalizando 32.6 milhões de toneladas.
Resíduos de poda urbana
• Estima-se O custo médio para a
disposição em aterros sanitários no Estado é de R$ 80,00/t
• Estado de SP – Gera entorno 70.000 t/ano
• Somente São Bernardo 1.500 t/ano
Política Nacional de Resíduos Sólidos
A Lei nº 12.305/10 Institui a responsabilidade gestão integrada e o gerenciamento ambientalmente adequado dos resíduos sólidos.
resíduos de madeira10 3 ton/ano
Indústria madeireira 27.750 90,7Construção civil 923 3,0Áreas urbanas 1.930 6,3
Setor %
Produto Resíduo Produto ResíduoCorte 30-40 60-70 80-90 10-20
10-20 10-20 30-40 40-50Total 10-20 80-90 30-40 60-70
Floresta Natural Floresta PlantadaOperação (%)
Processamento primário e secundário
Resíduos de madeira gerado no Brasil
Fonte: Elaboração própria com base em (MMA, 2009); (STC, 2011); (SAE, 2011).
Fonte: Elaboração própria com base em (FAO, 2007).
• Estima-se que os resíduos de madeira correspondam a 30 milhões de toneladas • Viabilidade nos setores que dispõe da matéria prima sem necessidade de transportar • 50% do total de madeira residual esta na Amazônia, a maior parte dos resíduos é gerado no extrativismo na
Amazônia Legal. • Os estados da região sul, sudeste e centro-oeste - apresentam o maior potencial de uso de madeira residual
com 27,5 a 82,9 MW.
Rio Grande Santa Minas Espíritodo Sul Catarina Gerais Santo
Campo 0,36 1,00 1,41 1,21 0,59 0,22 0,63
Total (Mt) 1,20 2,98 4,74 3,43 1,87 0,46 1,25
Paraná São Paulo BahiaResiduos
2,22 1,28 0,24 0,62Eucalipto & Pinus
Processo Ind. 0,84 1,98 3,33
Potencial técnico de madeira seca residual de florestas plantadas no Brasil.
• 83% são gerados na produção de papel e celulose em serrarias, painel de madeira e
fabricas de móveis, serragem, casca, maravalha, nós, e aparas. • Apenas 17% dos resíduos são provenientes do processo florestal, que consiste em
casca, e pequenos ramos de Pinus e Eucalipto. • Totalizando potencial - entorno de 16 milhões de Toneladas
• Os resíduos de campo ficam 100% na floresta por razões de sustentabilidade e econômicas.
• Os resíduos de processamento industrial na sua maioria são reutilizados para atender o uso térmico de processo.
• Em alguns casos, também são reprocessados e transformados em briquetes/pellets, entre outros produtos, que representam entorno de 3% dos resíduos de madeira.
Potencial de expansão – Uso do solo O uso da terra pela pecuária no Brasil baixa densidade - 1,0 cabeça por hectare
Milhões de hectares (2012)
Brasil 851
terras aráveis 354,8
Terras aráveis
1. Área total cultivada 76,7
Soja 22,0
Milho 14,6
Cana de Açúcar 26,0
Laranja 0,9
Produção Florestal 7,0
2. Pastagem 172,3
3. Área disponível (degradada) 105,8
Zoneamento
Zoneamento agro-ecológico
• A intensificação da pecuária e técnicas de reprodução melhoradas (MAPA, Ministério da Agricultura)
• Até 2030 dos 172 milhões de hectares utilizados para pastagem, 70 milhões de hectares estarão disponíveis para outros fins
• 10 milhões de ser ocupada por soja e de outros grãos • 5 milhões para atender às necessidades de agricultores familiares • 25 milhões para as culturas para fins energéticos (cana-de-açúcar, óleo
de palma, capim-elefante, etc) • 30 milhões de ha sujeitos a ocupação com outras culturas, por
exemplo, as plantações de alimentos, florestais para energia e outros
Nenhum impacto sobre as florestas nativas, mudança no uso da terra ou desmatamento. Práticas florestais: Novo Código Florestal (Lei 12727/2012). Biodiversidade: A Secretaria Federal de Biodiversidade, do Ministério Federal do Meio Ambiente Principais mecanismos que regulam as práticas de compensação da terra são aqueles relacionados a unidades de conservação, a Reserva Legal e outras áreas protegidas.
Cenário do zoneamento agro-ecológico
Segundo o IBGE, o desflorestamento destas áreas ocorre principalmente em função da expansão agrícola com (314.207 Km²) e pela expansão de pastagem para pecuária com (159.396 Km²), representando 65% e 33%, consequentemente, do desmatamento de florestas naturais.
O desflorestamento pela expansão da silvicultura (Eucaliptus e Pinus) é de somente 2% do total nacional com (7.204 Km²), o qual comparado a produção atual de 7.185.943 hectares de florestas plantadas, esse percentual é insignificante de 0,01 %.
Desflorestamento (florestas naturais) no período de 2001 a 2012 no Brasil.
Produção potencial para fins energéticos
- Na atualidade as plantações tradicionais de eucalipto apresentam um incremento médio anual (IMA) entorno de 20 toneladas de massa seca por hectare Florestas energéticas de
Eucalipto de curta rotação
- (2 a 3 anos) com finalidade exclusiva de produção de biomassa destinada à geração de energia chegam a atingir rendimentos de 45 toneladas de massa seca por hectare ano.
Rotação (corte) Espaçamento Plantio Produção(anos) entre arvores (m) (n. árvore/ha) (t MS/ha.ano)*
Eucalyptus spp.pantio tradicionalEucalyptus spp.
curta rotação
1111 / 3333
2222 / 6666 40 / 55
20 / 25
Espécie
5 a 7
2 a 3
3x2 / 3x3
3x0,5 / 3x1,0 /3x1,5
Os pellets de madeira • Os pellets é um biocombustível sólido resultado do tratamento industrial e da
compactação – peletização da biomassa lignocelulósica. • Devido a suas características de alta densidade, maior rendimento energético (>4600
Kcal/kg), baixa umidade (7 a 10%), diâmetro de 6 a 16 mm, fáceis de manusear, transportar e armazenar.
• Resulta em um biocombustível com alto valor energético de aproximadamente 18 MJ/kg.
• Menos poluente que os resíduos lignocelulósicos ou de lenha natural.
Combustível Poder Calorífico Inferior - PCI
(MJ) (Kcal)
cavaco de madeira (kg) 13 3100
pellets de madeira (kg) 18 4800
gás natural (m3) 35 8447
etanol (l) 22 5100
óleo diesel (l) 38 9160
Fonte: Elaboração própria com base em (ANP, 2013); (MME, 2006).
Fuel Fuel Price(MJ) (Kcal) (R$)
wood chip (kg) 13 3100 0,35briquetts or wood pellets (kg) 18 4800 0,50natural gas (m³) 35 8447 1,20oil (l) 38 9160 2,50
Calorific Power
Fonte: ABIPEL
Os pellets de madeira no mundo
- O setor residencial, os pellets competem diretamente com o óleo combustível, o gás natural e a energia elétrica, em usos finais que são o aquecimento de água e a calefação. -O segmento de geração termoelétrica é o maior demandante de pellets combustível na Europa, pois muitas companhias de geração estão reduzindo suas emissões de dióxido de carbono a partir de substituições parciais com pellets em sua matriz energética. (co-firing)
fonte: (PÖYRY, 2010)
Potencial de exportação, crescimento mundial dos pellets
- Cenário de produção mundial de pellets 2000-2020
• A taxa de crescimento a partir de 2010 saiu de 18% a 25%
0
5.000.000
10.000.000
15.000.000
20.000.000
25.000.000
2008 2009 2010 2015(E) 2020(E)
Produção (ton.) Consumo (ton.)
- Relação entre produção e consumo na Europa 2008-2020
• 2008 a 2010 oferta e demanda exponencial (estável)
• 2010 a 2020 Aponta uma expressiva demanda por importação neste continente
fonte: Adaptado de (IEA, 2011) e (RAKOS, 2007)
O caso da Alemanha e do Reino Unido
• Alemanha está apostando na biomassa florestal como fonte de energia de base renovável com plantações de Eucalyptus em Madagascar e no Norte da África desde 2009 para atender a demanda de energia renovável. (GTZ, 2009); (GTZ, 2010). 30.000 ha
• Drax a maior termoelétrica a carvão do Reino Unido 4000 MW.
• Em Abril de 2013 a primeira unidade com pellets de madeira já foi concluída, com expectativas de ampliação das demais usinas até 2020.
• será necessário 2.3 milhões de toneladas de pellets ao ano.
• Redução de até 70% do CO2 gerado até o momento.
• Os Fluxos de pellets atuais Canadá e os Estados Unidos que já exportam para a Europa.
• A necessidade de novos mercados é cada vez maior.
• Alguns países africanos e o Brasil situam-se como potenciais exportadores da demanda de pellets para a Europa.
• Podendo a médio prazo incentivar a produção de pellets em países do sudeste asiático.
• E a expansão de novos mercados como a ex: chinês
Fluxo do mercado global de pellets (provedores atuas e emergentes)
fonte: (PÖYRY, 2010)
PRODUTORES DE PELLETS NO BRASIL 2014
Fonte: ABIPEL,2016
• A produção não atinge somente 35% da capacidade instalada. Capacidade Produção Início Situação
(t/ano) (t/ano) (ano) Atual1 Briquepar Telêmaco Borba/PR 7.000 4.800 pinus 2004 On2 PelletsBraz Porto Feliz/SP 12.000 4.800 pinus 2004 On3 Energia Futura Benedito Novo/SC 9.000 4.800 pinus 2007 On4 BR Biomassa Maringá/PR 22.500 0 pinus 2008 Off5 Ecopel Itaju/SP 22.500 0 pinus 2008 Off6 Koala Energy Rio Negrinho/SC 60.000 30.000 pinus 2008 On7 Wood Tradeland Tunas/PR 24.000 0 pinus 2009 Off8 Ecoxpellets Bandeirantes/PR 37.500 0 pinus 2010 Off9 Piomade Farroupilha/RS 3.750 2.400 pinus 2010 On
10 Biopellets Lins/SP 30.000 2.000 pinus 2010 On11 Timber S.A. Piên/PR 45.000 6.000 pinus 2012 On12 Resisul Pellets Itapeva/SP 3.000 2.400 pinus 2012 On13 Iemol Pellets S.João B. Vista/SP 3.000 2.000 pinus 2014 On14 ARAUPEL pellets Quedas Iguaçú/PR 6.000 5.000 pinus 2014 On15 Vale Tibagi Telêmaco Borba/PR 7.000 5.000 pinus/eucaliptos 2014 On16 Chamape Pellets Vale Real/RS 3.000 1.800 pinus 2014 On17 Tanac Pellets Rio Grande/RS 80.000 0 acácia-negra 2015 Projeto18 Pellets Nordeste Recife/PE 60.000 0 capim elefante 2015 Projeto19 Línea Paraná Sengés/PR 30.000 0 pinus 2008 Stand by20 Raízen pellets Jaú/SP 120.000 0 bagaço de cana 2015 Stand by21 Forespel São José Ausentes/RS 100.000 0 pinus 2015 Projeto22 Incobio pellets Concórdia/SC 12.000 4.000 pinus 2015 On23 Cosan Jaú/SP 175.000 0 palha/bagaço 2015 Stand byTotal 200.750 75.000
Indústria Cidade/UFNº Biomassa
Queimadores e Aquecedores Hotel Motel Lavanderia Pizzaria Academia Aquecimento de piscinas Aquecimentos de Parques Secadores Industriais
Aplicações dos pellets no Brasil
Não existem normas brasileiras para pellets
Normas e Padrões de qualidade
Teor de cinzas
(Enplus) -A1 w-% ≤ 0,04 ≤ 0,7(Enplus) -A2 w-% ≤ 0,05 ≤ 1,2(Enplus) -B w-% ≤ 0,03 ≤ 0,05 ≤ 2,0
(ISO18122) -I1 w-% ≤ 0,03 ≤ 1,0(ISO18122) -I2 w-% ≤ 0,05 ≤ 1,5(ISO18122) -I3 w-% ≤ 0,06 ≤ 3,0
Uso residencial
Uso industrial
Unidade Cloro (Cl) Enxofre (S)
≤ 0,02
≤ 0,05
Norma e Padrão do pellets combustível
Teor de cinzas cloro e enxofre aceitáveis na norma internacional para o mercado de bicombustível sólido na forma de pellets.
Média do teorde cinzas (%)
Pellets Madeira Pinus 0,3Pellets Madeira Eucalipto 0,5Pellets de bagaço de cana 2,0Pellets de (palha/ponta) de cana 10,0Pellets Bambu 2,0Pellets Casca de Arroz 17,0Pellets de palha de milho 6,0Pellets de Casca de amendoim 6,0Pellets de Fibra de coco 2,5
Material*
Zonas climáticas – Problemática do caso Brasil
No Brasil a taxa de cloro presente na madeira de eucalipto é em média
cinco vezes superior ao permitido pelas normas Enplus para pellets de madeira para uso residencial, e também a presença de outros inorgânicos resulta após a combustão em teor de cinzas que pode chegar a atingir até quatro vezes o valor permitido.
Dioxinas e organoclorados
O termo "dioxina" refere-se a um grupo de contaminantes “organoclorados” formados principalmente no processo de combustão de compostos com base de cloro, considerada atualmente como a substância química mais tóxica conhecida pela ciência. O contato com pequenos traços dessa substancia podem apresentar a incidência de câncer em diferentes locais do organismo, as taxas de toxicidade podem ser letais com cerca de 1 μg/kg do peso corporal
Com o teor de altas taxas de cinzas resultantes da queima de combustíveis de biomassa, responsáveis pela falha de equipamentos e dificuldades operacionais em instalações de conversão de energia termoquímica
Consiste em remover o cloro e outros inorgânicos, tais como metais alcalinos, da madeira do gênero Eucaliptos ssp., com a finalidade de permitir a produção de biocombustíveis sólidos na forma de pellets de madeira e outras livre de dioxinas e compostos corrosivos resultante da combustão, que atendam as normas Enplus e semelhantes permitindo assim a sua comercialização no mercado Europeu e internacional.
DEPÓSITO DE PATENTE DE INVENÇÃO - PI Patente depositada no Instituto Nacional de Propriedade Intelectual –
INPI, sob, numeração (BR 10 2016 023862 5). O mesmo ampliara o potencial para o aproveitamento produtivo de
florestas sustentáveis de Eucalipto no Brasil, e em regiões edafoclimaticamente semelhantes.
Termogravimetria (TG) e Termogravimetria Derivada (DTG)
200 400 600 800 10000
20
40
60
80
100
-2,00
-1,00
0,00-11,1%
-63,0%
-22,7%
-0,5
58
311
427
Temperatura (oC)
Mas
sa (%
)
Der
ivad
a pr
imei
ra(%
o C-1
)
%resíduo = 2,7%
TG
DTG
220
Teste sob atmosfera dinâmica de ar da amostra de madeira original.
200 400 600 800Temperatura (oC)
0
20
40
60
80
100
Mas
sa (%
)
-2,00
-1,00
0,00
Der
ivad
a pr
imei
ra(%
o C-1
)-10,9%-70,1
-18,6
233
55
353
475
316
%resíduo =0,4%
TG
DTG
Teste sob atmosfera dinâmica de ar da amostra de madeira tratada.
O material resultante encontra-se com taxas (< 0,02%) de cloro, contendo metais alcalinos com teor de formação de cinzas (< 0,4%).
Potential areas for pellet production as from short rotation Eucaliptus forests in Brazil
degraded grazing lands
grazing lands
Grazing areas with potential for production of eucalyptus forests for energy.
Potencial em toneladas(MS/ha.ano)*
degradada não degradada Área Total Floresta Energética**BA 99.971 346.385 446.356 20.086.006RJ 21.337 403.060 424.397 19.097.876
MG 5 210.884 210.889 9.490.007SP 663 139.455 140.118 6.305.288ES - 128.767 128.767 5.794.499SC 4.124 - 4.124 185.584PR 234 100 333 14.994
Total 60.974.254 40.649.502
UFÁrea de Pastagem disponível (ha)
pellets (t/ano)
Potencial produção de
6.326.6714.203.5263.862.999123.7229.996
12.731.91713.390.671
Prêmios
Prêmio Brasileiro de Inovação e Tecnologia em Biomassa 2015, promovido pela FRG mídia com apoio da World Bioenergy Association - WBA.
Projeto escolhido pela Câmara europeia de energia renovável (O.Ö. Energiesparverband) para representar o Brasil em 2015 na World Sustainable Energy Days em Viena, Áustria.
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